【摘 要】
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该文使用化学气相沉积法（CVD）,用甲烷作为碳源气体,过渡金属Fe、Co、Ni的硝酸盐和MgO的混合粉末作为催化剂,成功制备了质量较好的单壁碳纳米管（SWCNTs）,并对碳管样品做了提纯处理
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该文使用化学气相沉积法（CVD）,用甲烷作为碳源气体,过渡金属Fe、Co、Ni的硝酸盐和MgO的混合粉末作为催化剂,成功制备了质量较好的单壁碳纳米管（SWCNTs）,并对碳管样品做了提纯处理,掌握了SWCNTs制备技术.并进一步研究了CVD催化生长过程中各种生长因素如生长温度T、甲烷通入流量S、催化反应时间t、催化剂的种类等对催化裂解产率的影响.在对催化产率进行研究的基础上,进一步用Raman和HRTEM研究了生长温度T对所制备的SWCNTs结构的影响.发现生长温度T接近产率最佳的生长温度时,不仅SWCNTs的产率提高了,而且SWCNTs的直径分布也越来越宽,平均直径越来越大.此外,尝试将CVD生长SWCNTs的成功经验用于特殊表面上SWCNTs的直接生长实验,对在W针尖和Si表面上直接制备SWCNTs进行了一些探索并取得一定成果.我们成功的通过调节胶体溶液浓度,控制催化剂颗粒在Si等表面上的粒度分布,并获得了直径约20-30nm、在Si表面分散得很均匀的催化剂颗粒.而在W针尖上制备SWCNTs的实验中,我们发现W在Ar气保护下的CVD反应炉中,极容易和炉内残余的氧发生氧化反应,在表面形成一层厚厚的晶体,从而直接阻碍了碳管的催化生长.通过TEM电子衍射,确定了这些晶体是O<,3>,它们形状各异,其中细棒状的居多.这些细棒有明显的晶形,而且最细的直径只有10nm.
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